Příručka pro začátečníky ke svařování metodou MIG neboli svařování inertním plynem

Příručka pro začátečníky ke svařování metodou MIG neboli svařování inertním plynem

Svařování je základem moderního kovozpracujícího průmyslu. Ať už se jedná o výrobní jednotku nebo opravárenskou dílnu, všude obvykle najdete nějaký typ svářečky.

Existuje mnoho různých metod obloukového svařování, včetně MIG, TIG, SAW a PAW. Svařování metodou MIG je vhodné pro mnoho aplikací a hodí se zejména pro svařování silných plechů a lze jej použít i pro velmi silné profily.

Jak funguje svařování metodou MIG? A k čemu se svařování metodou MIG používá? 

V tomto článku si představíme svařování metodou MIG a prozkoumáme, kde a kdy ji použít.

Co je svařování metodou MIG?

Definice MIG: Svařovací proces, při kterém se kovy spojují pomocí přídavné drátové elektrody chráněné inertním plynem. Svařovací proces MIG byl vyvinut v roce 1948 v Battelle Memorial Institute a patentován v roce 1949.

Svařování metodou MIG je jedním ze dvou podtypů obloukového svařování plynem (GMAW), druhým je svařování aktivním plynem (MAG). Proces a zařízení jsou stejné, definice vychází z typu použitého ochranného plynu, například pokud je jako ochranný plyn použit inertní plyn argon, jedná se o proces MIG. Pokud se používá aktivní plyn helium, jedná se o proces MAG. Volba typu ochranného plynu závisí na svařovaných kovech.

Jak funguje svařování metodou MIG?

Svařování metodou MIG je obloukové svařování, při kterém se používá kontinuální pevná drátová elektroda, která se zahřívá a přivádí do svarové lázně ze svařovací pistole. Dva základní materiály se taví a vytvářejí spoj. Pistole přivádí vedle elektrody ochranný plyn, který pomáhá chránit svařovací lázeň před nečistotami ze vzduchu a zabraňuje přístupu kyslíku k roztavenému kovu.

Jaké kovy lze svařovat metodou MIG?

Svařování metodou MIG je vhodné pro téměř všechny kovy, včetně měkké oceli, nerezové oceli, hliníku, mědi, hořčíku, bronzu a niklu. Svařování metodou MIG je vhodné pro většinu tlouštěk kovů. Obvykle však není upřednostňovanou metodou pro tenké plechy, protože hrozí riziko propálení plechu, ačkoli pokrok ve vlastnostech moderních svařovacích zařízení MIG/MAG to umožnil.

Jak funguje svařování metodou MIG - charakteristika procesu

Při svařování metodou MIG se pracuje se svařovacím hořákem nebo pistolí MIG. Po stisknutí spouště hořáku:

  1. Hořák začne podávat svařovací drát z navíjecí jednotky.
    Mezi svařovacím drátem a obrobkem se vytvoří elektrický oblouk, který zahřeje obrobek, roztaví drát a spojí jej s místem spoje.Hořák vypouští proud ochranného plynu, který stíní spojení obrobku a roztaveného drátu z trysky kolem drátu v hořáku. 

Podrobněji se seznámíme s klíčovými vlastnostmi svařovacího procesu MIG.

Režim přenosu kovu

Svařování metodou MIG probíhá tak, že se pomocí oblouku roztaví základní materiál a do něj se vloží přídavný kovový drát. Spoj vzniká jako směs přídavného drátu a základního kovu.

Způsob, jakým se přídavný drát přenáší do svarové lázně, může být proveden několika různými způsoby, přičemž volba způsobu použití závisí na poloze svaru (například obráceně) a na typu a tloušťce svařovaného materiálu. Zde jsou popsány čtyři nejběžnější typy přenosu:

Režim zkratu nebo přenosu zanoření

V režimu zkratu nebo přenosu ponorem se rychlost podávání drátu do svarové lázně zvýší tak, že se fyzicky dotkne svarové lázně. Zkrat roztaví drát a uloží jej do svarové lázně. K těmto zkratům může dojít 20 až 200krát za sekundu.

Pro drát se používá buď plný drát, nebo drát s plným jádrem. Jedná se o metodu svařování s nízkým napětím a nízkým tepelným příkonem.
Metodu zkratu lze použít ve všech polohách, vertikálně nahoru, vertikálně dolů, horizontálně nebo nad hlavou. Typickým ochranným plynem je 75-85 % argonu.

Globulární režim

V kulovém režimu se mezi drátem a obrobkem udržuje souvislý oblouk a kov se přenáší do svarové lázně v podobě kapiček.

Vytvoření těchto velkých kapek kovu vyžaduje vysoké množství tepla. Průměr kapek kovu je mnohem větší než průměr drátu.

V kulovém režimu lze svařovat vysokou rychlostí, ale ne pro polohové svařování, protože kapky padají do svarové lázně gravitací. Typickým ochranným plynem je čistý CO2, což z něj činí levnou metodu. Při globulárním přenosu však může vznikat velké množství rozstřiku a vypadá nevzhledně, takže mohou být nutné další procesy čištění po svařování. 

Režim rozprašování

Na rozdíl od zkratového a kulového režimu dochází k přenosu postřiku při vysokém napětí, obvykle > 25 V pro drát o průměru 1 mm. Rychlost posuvu drátu je nastavena tak, aby poskytovala více než 250 A a svařovací oblouk hořel nepřetržitě. Kov se z drátu taví a přechází přes oblouk v sérii malých kapiček, tzv. sprejový přenos. Tento způsob přenosu se skládá z "rozstřiku" velmi malých kapiček roztaveného kovu, které jsou elektrickými silami uvnitř oblouku vystřelovány směrem k obrobku. Průměr kapiček je obvykle 0,5 až 1 násobek průměru elektrodového drátu a výsledná svařovací kulička je obvykle čistá a estetická s nízkým rozstřikem. Tento způsob přenosu není vhodný pro polohové svařování, ačkoli jej lze použít pro polohové svařování hliníku a jeho slitin. 

Pulzní režim

Na rozdíl od výše uvedených metod vyžaduje režim pulzního přenosu kovu speciální svařovací stroje MIG s funkcí pulzního svařování MIG.

V nejjednodušší podobě se skládá z období při proudovém pozadí, které udržuje oblouk, ale nedosahuje přenosu kovu, po němž následuje období vysokého proudu, během něhož dochází k přenosu nástřiku. Průměrný proud je uprostřed mezi pozadím a špičkou a může být hluboko pod prahem, který je obvykle spojen s přenosem nástřiku. To znamená, že velikost svarové lázně je relativně malá a polohové svařování je možné, i když mechanismus přenosu je stříkáním. Impulsní svařování metodou MIG je zcela polohové a vytváří čisté svarové kuličky s minimálním rozstřikem a zmenšenou tepelně ovlivněnou zónou. Je vhodné pro tenké i tlusté materiály. Ochranným plynem pro pulzní MIG je obvykle argon.

Jak funguje svařování metodou MIG - komponenty

Drátová elektroda/plnicí kov

Svařovací drát slouží jako přídavná elektroda, která vytváří oblouk. Drát slouží jako zdroj tepla (prostřednictvím oblouku na kontaktním hrotu) i jako přídavný kov pro spoj a je přiváděn přes měděnou trubičku zvanou kontaktní hrot, která do drátu vede proud. Volba výplňového kovu závisí na spojovaných materiálech, obecně se používá stejný typ třídy kovu, například nízkolegované výplňové dráty pro spojování nízkolegovaných ocelí a nerezové dráty pro spoje z nerezové oceli. Také mechanické a korozivzdorné vlastnosti výplňového kovu musí odpovídat, nebo ještě lépe převyšovat vlastnosti základního kovu. V případě pochybností mohou výrobci základního i výplňového kovu poradit, co by doporučili. Typické průměry drátu pro svařování metodou MIG jsou od 0,8 mm do 1,6 mm a výběr opět závisí na konfiguraci spoje a tloušťce materiálu.

Stínicí plyn

Ochranný plyn izoluje svarovou lázeň od atmosféry, takže roztavený kov neoxiduje. Nejčastěji používanými ochrannými plyny jsou argon, helium a oxid uhličitý. Obvykle se místo čistých plynů používá směs těchto plynů, přičemž poměr závisí na typu základního kovu, typu svarového kovu a způsobu přenosu kovu.

Svařovací hořák

Svařovací hořák MIG se připojuje ke zdroji svařovacího proudu pomocí kabelu, který přenáší elektrický proud, svařovací drát a ochranný plyn. Má spouštěcí spínač, který zapíná elektrický oblouk, uvolňuje ochranný plyn a současně spouští podávání drátu. Na pracovním konci hořáku je kontaktní hrot, který vede drát a slouží jako vodič svařovacího oblouku mezi hořákem a přídavným kovem. Tento měděný kontaktní hrot se používáním opotřebovává a je spotřebním materiálem, který je třeba po několika hodinách svařování vyměnit. Průměr otvoru v kontaktním hrotu je přizpůsoben průměru drátu, který jím prochází.

Zdroj energie

Svařování probíhá při relativně nízkém napětí v porovnání se vstupní elektrickou sítí a mnohem vyšším proudu. Jakákoli změna délky oblouku, tj. vzdálenosti mezi přídavným drátem a základním kovem, způsobuje změnu napětí. Vzhledem k tomu, že svařování metodou MIG vyžaduje neustálé přivádění drátu do svarové lázně, je pro "vyrovnání" tohoto procesu nutné, aby zdroj napájení pro svařování metodou MIG dodával hořáku konstantní napětí.  Výběr zdroje napájení závisí na tloušťce základního kovu, typu materiálu a počtu hodin, které bude stroj v provozu za den.

Výhody svařování metodou MIG

Mezi výhody svařování metodou MIG patří:

Všestrannost

Svařování metodou MIG je velmi univerzální svařovací proces, který je vhodný pro mnoho různých typů, velikostí a tlouštěk kovů a ve všech svařovacích polohách.

Automatizace

Svařování metodou MIG lze snadno mechanizovat nebo plně automatizovat. Vysokorychlostní robotické nebo poloautomatické zařízení nabízí rychlejší svařování metodou MIG s konzistentnějšími výsledky.

Estetika svarových kuliček

Svařování metodou MIG nabízí atraktivní svařenec, který nenarušuje vzhled spojů. Dochází k minimálnímu rozstřiku a viditelným tepelně ovlivněným zónám. Hotový svar MIG je vizuálně přitažlivý.

Nevýhody svařování metodou MIG

Svařování metodou MIG je sice oblíbenou svařovací technikou, ale má stejná omezení jako všechny ostatní svařovací postupy:

Vypálit skrz

K propálení dochází, když se základní kov zcela roztaví a roztavený kov svaru propadne. Při svařování tenkých kovů metodou MIG v kulovém nebo rozstřikovém přenosu existuje možnost propálení. Zkratový přenos je vhodnější pro tenčí kovy.

Nedostatek fúze

Nedostatečné natavení je typ vady svaru, která vzniká, když se roztavený kov, svarová lázeň, zcela nespojí se studeným základním kovem, a je častější u silnějších materiálů. Z tohoto důvodu se pro svařování silnějších materiálů metodou MIG doporučuje použít režim přenosu nástřiku.

Stínicí plyn

U svařování metodou MIG, které vyžaduje vyšší podíl argonu, se zvyšují celkové náklady na svařovací proces, protože argon je jedním z nejdražších inertních ochranných plynů. Také kvůli požadavku na ochranný plyn pro tento proces není snadné jej používat mimo dílnu. Jakýkoli průvan odfoukne ochranný plyn z konce hořáku.

Poziční omezení

Svařování metodou MIG v kulovém a rozstřikovaném režimu Přenos omezuje polohu svaru. Tyto metody lze použít pouze ve vodorovné nebo rovné poloze.

Svařování metodou MIG

What is a MIG welder used for? MIG welding is the primary method for metal welding in industry, with more than 50% of the global welded metal done with a MIG welder.Svařování metodou MIG je běžné v automobilovém průmyslu, kde se díky polohovatelnosti procesu a přídavnému drátu podávanému z cívky hodí k automatizaci; hořák je připojen k robotickému rameni.  Kromě automobilového segmentu se svařování metodou MIG používá i v mnoha dalších průmyslových odvětvích, kde se vyrábějí plechy, trubky, nosníky tlustých profilů pro stavebnictví, loděnice a všeobecné dílny.

Závěr

Svařování metodou MIG je jednou z nejoblíbenějších metod svařování, kterou používají amatéři i profesionálové. Je to částečně díky výhodám, které nabízí, a částečně díky snadnému použití.
I když technická vlastnost svařovacího zdroje MIG může pomoci zlepšit kvalitu vašeho svaru, nejlepším způsobem, jak zlepšit výsledky, je procvičit si techniku svařování a optimalizovat nastavení pro svařovaný kov a přídavné materiály. S výběrem zdroje napájení, přídavného drátu, ochranného plynu a svařovacích parametrů vám poradí kvalifikovaní svářečští technici společnosti ESAB.

Používání kvalitního svařovacího zařízení MIG vám usnadní práci. Prohlédněte si nabídku průmyslového svařovacího zařízení ESAB pro svařování metodou MIG a vysoce kvalitních přídavných materiálů a zajistěte si správné nástroje pro vaši práci!